在Matplotlib图中嵌入小地图（Cartopy）。

Question

# imports
from collections import namedtuple
import numpy as np
import xarray as xr
import shapely
import cartopy

我手上的数据长这样。

我有一个感兴趣的区域（在这里定义为all_region）。我有一个包含变量的xr.DataArray。 我想要做的是选择一个像素（纬度，经度对）并在线图的角落绘制一个小地图，显示该像素的位置。

Region = namedtuple('Region',field_names=['region_name','lonmin','lonmax','latmin','latmax'])
all_region = Region(
    region_name="all_region",
    lonmin = 32.6,
    lonmax = 51.8,
    latmin = -5.0,
    latmax = 15.2,
)

data = np.random.normal(0,1,(12, 414, 395))
lats = np.linspace(-4.909738, 15.155708, 414)
lons = np.linspace(32.605801, 51.794488, 395)
months = np.arange(1,13)
da = xr.DataArray(data, coords=[months, lats, lons], dims=['month','lat','lon'])

这些是需要修复以适配内嵌坐标轴的函数。

我有这些从xarray对象绘制我的时间序列和经纬度点位置的函数。

def plot_location(region):
    """ use cartopy to plot the region (defined as a namedtuple object)
    """
    lonmin,lonmax,latmin,latmax = region.lonmin,region.lonmax,region.latmin,region.latmax
    fig = plt.figure()
    ax = fig.gca(projection=cartopy.crs.PlateCarree())
    ax.add_feature(cartopy.feature.COASTLINE)
    ax.add_feature(cartopy.feature.BORDERS, linestyle=':')
    ax.set_extent([lonmin, lonmax, latmin, latmax])

    return fig, ax


def select_pixel(ds, loc):
    """ (lat,lon) """
    return ds.sel(lat=loc[1],lon=loc[0],method='nearest')


def turn_tuple_to_point(loc):
    """ (lat,lon) """
    from shapely.geometry.point import Point
    point = Point(loc[1], loc[0])
    return point


def add_point_location_to_map(point, ax, color=(0,0,0,1), **kwargs):
    """ """
    ax.scatter(point.x,
           point.y,
           transform=cartopy.crs.PlateCarree(),
           c=[color],
           **kwargs)
    return

我在这里进行绘图

# choose a lat lon location that want to plot
loc = (2.407,38.1)

# 1. plot the TIME SERIES FOR THE POINT
fig,ax = plt.subplots()
pixel_da = select_pixel(da, loc)
pixel_da.plot.line(ax=ax, marker='o')

# 2. plot the LOCATION for the point
fig,ax = plot_location(all_region)
point = turn_tuple_to_point(loc)
add_point_location_to_map(point, ax)

我已经有一个绘制区域的函数，但是我想将其放在图形的角落轴上，像这样：

我该如何实现？我查看了inset_locator方法，但据我所知mpl_toolkits.axes_grid1.parasite_axes.AxesHostAxes没有分配投影的手段，而这对于cartopy是必须的。

from mpl_toolkits.axes_grid1.inset_locator import inset_axes

proj=cartopy.crs.PlateCarree
axins = inset_axes(ax, width="20%", height="20%", loc=2, projection=proj)

---------------------------------------------------------------------------
TypeError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-162-9b5fd4f34c3e> in <module>
----> 1 axins = inset_axes(ax, width="20%", height="20%", loc=2, projection=proj)

TypeError: inset_axes() got an unexpected keyword argument 'projection'

- Tommy Lees

Answer 1

mpl_toolkits.axes_grid1.inset_locator.inset_axes没有projection关键字，它只提供了一个axes_class参数。现在有人可能会尝试直接将cartopy.mpl.geoaxes.GeoAxes提供给该参数，但这样会忽略实际使用的投影。因此，除了axes_class参数外，还需要通过axes_kwargs参数设置投影。

inset_axes(...,  axes_class=cartopy.mpl.geoaxes.GeoAxes, 
                 axes_kwargs=dict(map_projection=cartopy.crs.PlateCarree()))

完整示例：

import cartopy
import cartopy.mpl.geoaxes
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.axes_grid1.inset_locator import inset_axes


fig, ax = plt.subplots()
ax.plot([4,5,3,1,2])


axins = inset_axes(ax, width="40%", height="40%", loc="upper right", 
                   axes_class=cartopy.mpl.geoaxes.GeoAxes, 
                   axes_kwargs=dict(map_projection=cartopy.crs.PlateCarree()))
axins.add_feature(cartopy.feature.COASTLINE)


plt.show()

- ImportanceOfBeingErnest

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非常感谢！我现在只是快速尝试了两个答案。 - Tommy Lees

Answer 2

我没有安装cartopy来直接测试它，但我相信您可以通过直接手动创建您的插图Axes 使用fig.add_axes() 来规避这个问题。如果您想指定其相对于主轴的位置，您可以使用主轴get_position()返回的信息轻松计算rect参数。

例如：

pad = 0.05
w = 0.4
h = 0.25

fig, ax = plt.subplots()
a = ax.get_position()
ax2 = fig.add_axes([a.x1-(w+pad)*a.width,a.y1-(h+pad)*a.height,w*a.width,h*a.height], projection="hammer")

- Diziet Asahi

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非常感谢！我现在正在尝试两个答案的实验。 - Tommy Lees

这个也行！我不太确定应该选择哪一个，但两个答案都很好！ - Tommy Lees